【正文】 此時(shí)轉(zhuǎn)子每相電路的總電 阻 R2=r2+Rst1。 轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，工作點(diǎn)沿特性 1 由 e 點(diǎn)移動(dòng)到 f 點(diǎn)，電遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 15 磁轉(zhuǎn)矩 T 等于 T2，接觸器觸點(diǎn) K1 閉合，切除起動(dòng)電阻 Rst1，此時(shí)轉(zhuǎn)子每相電路總電阻 R1=r2，運(yùn)行點(diǎn)從 f 變?yōu)楣逃袡C(jī)械特性曲線上的 g點(diǎn)，該點(diǎn)上 T=T1。 上述起動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)子回路外串電阻分三級(jí)切除，故稱為三級(jí)起動(dòng) T1 為最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩， T2為最小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩或切換轉(zhuǎn)矩。 sg、 sh、 sM0是與之對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率。 若 m 是取相近整數(shù)，則需重新由式 ④ 計(jì)算 α ，并由式 ③ 求出 T2，檢驗(yàn)T2 是否在式 ② 所規(guī)定的范圍之內(nèi)。 求出轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻 r2 轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻可以通過(guò)實(shí)測(cè)或者通過(guò)銘牌上提供的轉(zhuǎn)子繞組額定線電壓（開(kāi)路時(shí)的線電壓） U2N和轉(zhuǎn)子繞組的額定線電流（滿載時(shí)的線電流）I2N進(jìn)行計(jì)算。因此，在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí) I2N=22222 )( Xsr EsNN? =22222 )( 3Xsr UsNnN? 由于 sN很小， sNX2可以忽略不計(jì)，則 I2N=223rUs NN 由此求得 r2的計(jì)算公式為 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 18 r2=NNNIUs223 ⑥ 計(jì)算各級(jí)總電阻 R0＝ r2 R1＝ αr 2 R2=αR 1=α 2r2 R3=α 2R2=α 3r2 求出各級(jí)起動(dòng)電阻 Rst1= R1 r2 Rst2= R2 R1 Rst3= R3 R2 具體計(jì)算 一部三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)， PaN=41kW， UaN=440V， IaN =497A， nN =1400r/min， MT? =, 2NU =290V， 2NI =86A, 負(fù)載轉(zhuǎn) LT =200N?M。 1結(jié)構(gòu)： 接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及其它部分組成。 ②觸點(diǎn)系統(tǒng)：觸點(diǎn)是接觸器的執(zhí)行部分，包括主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。 ③滅弧系統(tǒng)：滅弧裝置用來(lái)保證觸點(diǎn)斷開(kāi)電路時(shí)，產(chǎn)生的電弧可靠的熄滅，減少電弧對(duì)觸點(diǎn)的損傷。 ④其它部分：有絕緣外殼、彈簧、短路環(huán)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。當(dāng)接觸器電磁線圈不通電時(shí)，彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點(diǎn)保持?jǐn)嚅_(kāi)位置。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 21 CJ20 系列交流接觸器 適用范圍： CJ20 系列交流接觸器 (以下簡(jiǎn)稱接觸器 )，主要用于交流 50Hz(或60Hz)，額定工作電壓至 660V，額定工作電流至 630A 的電路中 ，供遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐分? ，并可與適當(dāng)?shù)臒徇^(guò)載繼電器組合 ，以保護(hù)可能發(fā)生操作過(guò)負(fù)荷的電路。 型號(hào)及含義 正常工作條件和安裝條件 周?chē)諝鉁囟葹? ： 5℃ ~+40℃ ， 24 小時(shí)內(nèi)其平均值不超過(guò) +35℃。 大氣條件 ：最高溫度 +40℃時(shí) ，空氣的相對(duì)濕度不超過(guò) 50%；在較低溫度下可以允許有較高的相對(duì)濕度 ，例如 20℃時(shí)達(dá) 90%。 污染等級(jí) ： 3 級(jí)。 安裝條件 ：安裝面與垂直面傾斜度不大于 177。 沖擊振動(dòng) ：產(chǎn)品應(yīng)安裝和使用在無(wú)顯著搖動(dòng)、沖擊和振動(dòng)的地方 主要參數(shù)及技術(shù)性能 線圈額定控制電源電壓 Us為 ： 交流 50Hz， 110V、 127V、 220V、 380V；直流 ： 110V、 220V 機(jī)械壽命 ： CJ20 1 2 6 100、 160 為 1000 萬(wàn)次 ， CJ20250、400、 630 為 600 萬(wàn)次。一般涉及到電動(dòng)機(jī)的情況有工作環(huán)境、起動(dòng)電流、負(fù)載性質(zhì)、工作制、允許的過(guò)載能力等。熱繼電器的正確選用．與電動(dòng)機(jī)的工作制有密切關(guān)系。例如，熱繼電器的整定值可等于 — 倍電動(dòng)機(jī)的額定電流，或者取熱繼電器整定電流的中值等于電動(dòng)機(jī)的額定電流，然后進(jìn)行調(diào)整。如果每小時(shí)操作次數(shù)很多，就要選用帶速飽和 電流互感器的熱繼電器。 具體原則如下： 1．熱繼電器類(lèi)型選擇： 熱繼電器從結(jié)構(gòu)型式上可分為兩極式和三極式。當(dāng)電動(dòng)機(jī)定子繞組為三角形接法時(shí)，必須采用三極式帶斷相保護(hù)的熱繼電；對(duì)于星形接法的電動(dòng)機(jī)，一般采用不帶斷相保護(hù)的熱繼電器。但 若電動(dòng)機(jī)定于繞組采用帶中線的星形接法時(shí)，熱繼電器一定要選用三極式。 ： 1）保證電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行及起動(dòng)： 在正常起動(dòng)的起動(dòng)電流和起動(dòng)時(shí)間、非頻繁起動(dòng)的場(chǎng)合，必須保證電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)不致使熱繼電器誤動(dòng)。（實(shí)際中熱繼電器的額定電流可略大于電動(dòng)機(jī)的額定電流） 2）考慮保護(hù)對(duì)象 電動(dòng)機(jī)的特性： 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、規(guī)格和特性 電動(dòng)機(jī)的絕緣材料等級(jí)有 A 級(jí)、 E級(jí)、 B級(jí)等，它們的允許溫升各不相同，因而其承受過(guò)載的能力也不相同。另外，開(kāi)啟式電動(dòng)機(jī)散熱比較容易，而封閉式電動(dòng)機(jī)散熱就困難得多，稍有過(guò)載，其溫升就可能超過(guò)限值。在這種場(chǎng)合，也可以取熱繼電器 (或熱元件 )的額定電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的 60％ 80％。這時(shí)繼電器的額定電流可選擇較大值（當(dāng)然此工況下電動(dòng)機(jī)的選擇一般也會(huì)有較強(qiáng)的過(guò)載能力）。 總之，這不是一個(gè)教條的公式，應(yīng)綜合考慮。通常將熱繼電器的整定電流調(diào)整到電動(dòng)機(jī)的額定電流；對(duì)過(guò)載能力差的電動(dòng)機(jī)，可將熱元件整定值調(diào)整到電動(dòng)機(jī)額定電流的 0． 60． 8 倍；當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)、拖動(dòng)沖擊負(fù)載或不允許停車(chē)時(shí)，可將熱元件整定電流調(diào)節(jié)到電動(dòng)機(jī)額定電流的1． 11． 15倍。 綜上所述已知該電動(dòng)機(jī)的 PN=40KW,n=1435r/min, MT? =,U2n=290V， I2N=86A。它和其他的 時(shí)間繼電器 一樣，由三個(gè)基本環(huán)節(jié)組成，如圖 1所示。 晶體管 時(shí)間繼電器。它用 RC作 延時(shí)環(huán) 節(jié)；穩(wěn)壓管 VW 與 晶體三極管 V作比較放大環(huán)節(jié)（ VW 的 擊穿電壓 與 V的開(kāi)啟電壓之和U1 為比較電壓，也就是該電器的動(dòng)作電壓）； 電磁繼電器 KA 為執(zhí)行環(huán)節(jié)。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 25 延時(shí) 3秒選用 JS20 晶體管時(shí)間繼電器是全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)產(chǎn)品，是自動(dòng)化裝置中的重要元件，它具有體積小、重量輕、精度高、壽命長(zhǎng)、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于交流 50Hz、電壓 380V 及以下和直流 220V 及以下的控制電路中，按預(yù)定的時(shí)間接通或斷 開(kāi)。 L1 型螺旋式熔斷器 RL1 系列螺旋式熔斷器適用于交流 50Hz、額定電壓至 400V、或直流 440V、額定電流至 200A 電路中， 作電氣設(shè)備短路或過(guò)載保護(hù)之用。熔斷管內(nèi)裝有熔絲和石英砂和帶小紅點(diǎn)的熔斷指示器，指示器指示熔絲是否熔斷。螺旋式熔斷器的作用與插入式熔斷器相同，用于電氣設(shè)備的過(guò)載及短路保護(hù)。廣泛用于控制箱、 配電屏 、機(jī)床設(shè)備及振動(dòng)較大的場(chǎng)合，在交流額定電壓 500V、額定電流 200A 及以下的電路中，作為短路保護(hù)器件。 4 主電路及 PLC硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PLC 實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)， PLC 系統(tǒng)與微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。 圖 41 通用型 PLC 的硬件基本結(jié)構(gòu) 主機(jī)內(nèi)各部分之間均通過(guò)總線連接。各部件的作用如下： （ 1）中央處理單元 CPU PLC 的 CPU 與通用微機(jī)的 CPU 一樣，是 PLC 的核心部分，它按 PLC 中系統(tǒng)程序賦予的功能，接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；用掃描方式查詢現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置的各種信號(hào)狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入過(guò)程狀態(tài)寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中；診斷電源及 PLC 內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等；在 PLC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去啟閉有關(guān)的控制電路；分時(shí)、分渠道地 去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換等動(dòng)作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，再由輸出狀態(tài)寄存器的位狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的有關(guān)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印、數(shù)據(jù)通信等功能。 PLC 常用的 CPU主要采遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 27 用通用微處理器、單片機(jī)或雙極型位片式微處理器。它包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ ROM）。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序和各種系統(tǒng)參數(shù)等，一般使用 EPROM；用戶程序存儲(chǔ)器用作存放用戶編制的梯形圖等程序，一般使用 RAM，若程序不經(jīng)常修改，也可寫(xiě)入到 EPROM 中；存儲(chǔ)器的容量以字節(jié)為單位。因此一般在產(chǎn)品樣本中所列的存儲(chǔ)器型號(hào)和容量，均是指用戶程序存儲(chǔ)器。 PLC 提供了各種操作電平和輸出驅(qū)動(dòng)能力的 I/O 模塊供用戶選 用。 I/O 模塊可以制成各種標(biāo)準(zhǔn)模塊，根據(jù)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)來(lái)增減和組合。 （ 4）電源 PLC 配有開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的電源模塊，用來(lái)對(duì) PLC的內(nèi)部電路供電。它經(jīng)過(guò)接口與 CPU聯(lián)系，完成人機(jī)對(duì)話。簡(jiǎn)易型編程器只能在 線編程，它通過(guò)一個(gè)專(zhuān)用接口與 PLC 連接。智能型編程器有許多不同的應(yīng)用程序軟件包，功能齊全，適應(yīng)的編程語(yǔ)言和方法也較多。它包括系統(tǒng)程序和用戶程序。監(jiān)控程序又稱為管理程序，主要用于管理全機(jī)。診斷程序用來(lái)診斷機(jī)器故障。 （ 2）用戶程序 用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制的需要，用 PLC 的程序語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序，用以實(shí)現(xiàn)各種控制要求。小型 PLC的用戶程序比較簡(jiǎn)單，不需要分段，而是順序編制的。按模塊結(jié)構(gòu)組成的用戶程序， 每個(gè)模塊用來(lái)解決一個(gè)確定的技術(shù)功能，能使很長(zhǎng)的程序編制得易于理解，還使得程序的調(diào)試和修改變得很容易 。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 28 1 S7— 200PLC簡(jiǎn)介 PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。 PLC及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì) ,采用循環(huán)掃描的工作方式。按下開(kāi)始按鈕，電機(jī)在轉(zhuǎn)子串入所有 3段電阻的情況下接通主電源，開(kāi)始啟動(dòng)，同時(shí)制動(dòng)閘通電松閘。按下停車(chē)按鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)子串入所有 3段電阻，斷開(kāi)主電源。制動(dòng) 2秒后，切除第一段電阻。時(shí)間段通過(guò)定時(shí)器來(lái)控制。 3 PLC選型及 I／ O地址分配 ⑴ PLC選型 在該電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，所用到的輸入點(diǎn)數(shù)有 2個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)有 3個(gè)，由于在選擇 PLC型號(hào)時(shí)須留有一定的裕量，經(jīng)查資料可知 CPU224輸入點(diǎn)數(shù)為 14個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)有 10個(gè)，故選擇型號(hào)為 PLC S7— 200系列中的 CPU224。本系統(tǒng)有 2個(gè)輸入點(diǎn)，分別為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按扭、停車(chē)按扭。通過(guò) PLC軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)串電阻降級(jí)啟動(dòng)以及停車(chē)制動(dòng)控制。為了限制啟動(dòng)電流，該電路用 3個(gè)時(shí)間 繼電器 KT KT KT3分別控制 3個(gè)接觸器 KM KM KM3按順序依次吸合， 自動(dòng) 切除轉(zhuǎn)子繞組中的三級(jí)電阻。 ⑵梯形圖 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 31 （ 3）程序語(yǔ)句表 LD X1 LDI Y1 LDI Y2 LDI Y3 OR Y0 ANI X2 MPS OUT Y0 OUT T1 K30 LD T1 AND Y0 OUT Y1 OUT T2 K10 LD T3 AND Y0 OUT Y3 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 32 結(jié)論語(yǔ) 繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接電阻，一方面可以減小起動(dòng)電流，另一方面可以增加最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)串入某一合適電阻時(shí)，還能使電動(dòng)機(jī)以它的最大轉(zhuǎn)矩 T起動(dòng)。由于繞線異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串聯(lián)合適的電阻，不但可以減少起動(dòng)電流，而且可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因而，要求起動(dòng)的轉(zhuǎn)矩大或起動(dòng)頻繁的生產(chǎn)機(jī)械常用繞線型異步電動(dòng)機(jī)。缺點(diǎn)：多級(jí)調(diào)速控制電路較復(fù)雜，電